Comparação de valores K experimentais com as previsões da lei de Raoult.
Medidas experimentais de Vaughan e Collins [Ind. Eng. Chem., 34, 885 (1942)] para o sistema propano-isopentano, em
e 147 psia, mostram uma fração molar do propano de 0,2900 na de fase líquida em equilíbrio com a fase vapor com uma fração molar na fase vapor de 0,6650. Calcular:
a) Os valores de K para C 3 e iC5 a partir dos dados experimentais.
b) Os valores K de C 3 e iC5 da lei de Raoult, assumindo as pressões de vapor a
de 409,6 e 58,6 psia, respectivamente.
Compare os resultados de (a) e (b). Supondo que os valores experimentais estejam corretos, como poderiam ser alcançadas melhores estimativas dos valores K ?
a) Os valores de K para C 3 e iC5 a partir dos dados experimentais.
b) Os valores K de C 3 e iC5 da lei de Raoult, assumindo as pressões de vapor a
Compare os resultados de (a) e (b). Supondo que os valores experimentais estejam corretos, como poderiam ser alcançadas melhores estimativas dos valores K ?
Passo 1
O enunciado trata do equilíbrio vapor–líquido de uma mistura propano (C₃)–isopentano (iC₅) a
e
psia. Foi medida a fração molar de propano na fase líquida
e na fase vapor
. Pede-se:
a) calcular os coeficientes de distribuição experimentais para C₃ e iC₅;
b) calcular segundo a lei de Raoult (mistura ideal) usando as pressões de vapor a
:
psia e
psia;
e comparar os resultados, sugerindo como melhorar as estimativas de supondo os dados experimentais corretos.
a) calcular os coeficientes de distribuição
b) calcular
e comparar os resultados, sugerindo como melhorar as estimativas de
Passo 2
Para os valores experimentais usamos a definição
Para propano:
Para isopentano temos
e
, logo
Passo 3
Pela lei de Raoult (mistura e vapor ideais),
Assim, com
psia:
Passo 4
Comparando:
Isso mostra desvio da idealidade em ambas fases. Para obter melhores estimativas de
mantendo os dados experimentais, deve-se usar a lei de Raoult modificada incluindo coeficientes de atividade
na fase líquida e coeficientes de fugacidade
na fase vapor, ou então calcular fugacidades via equações de estado (p.ex. SRK, PR) e usar